מבוא מפעיל הידראולי חשמלי של שסתום דירוג טמפרטורת לחץ שסתום

מבוא מפעיל הידראולי חשמלי של שסתום דירוג טמפרטורת לחץ שסתום

דירוג לחץ השסתום - טמפרטורה הוא לחץ פעולה מותר גבוה יותר בטמפרטורה שצוינה מבוטא כלחץ מד. ככל שהטמפרטורה עולה, כך יורד לחץ העבודה המותר גבוה יותר. נתוני דירוג לחץ-טמפרטורת הם הבסיס העיקרי לבחירה נכונה של אוגנים, שסתומים ואביזרי צינור תחת טמפרטורות ולחצי עבודה שונים, כמו גם הפרמטרים הבסיסיים בתכנון הנדסי וייצור. ASME/ANSI B16.5A-1992 דירוגי טמפרטורת לחץ אוגן עבור American Petroleum Institute, Japanese Petroleum Institute, French Petroleum Institute ו-BS1560 Part II מנוסחים בהתאם לדירוגי הלחץ-טמפרטורת ASME/ANSI B16.5A-1992.
דירוג טמפרטורת לחץ
דירוג לחץ השסתום - טמפרטורה הוא לחץ פעולה מותר גבוה יותר בטמפרטורה שצוינה מבוטא כלחץ מד. ככל שהטמפרטורה עולה, כך יורד לחץ העבודה המותר גבוה יותר. נתוני דירוג לחץ-טמפרטורת הם הבסיס העיקרי לבחירה נכונה של אוגנים, שסתומים ואביזרי צינור תחת טמפרטורות ולחצי עבודה שונים, כמו גם הפרמטרים הבסיסיים בתכנון הנדסי וייצור.
דירוג הלחץ-טמפרטורת הלחץ והנתונים עבור חומרים שונים מוצגים בפרק 4. מדינות רבות גיבשו תקני דירוג לחץ-טמפרטורת לשסתומים, אביזרי אוגנים.
א. תקנים אמריקאים
בתקן האמריקאי, דירוגי הלחץ לטמפרטורה עבור שסתומי פלדה הם בהתאם ל-ASME/ANSI B16.5A-1992,ASMEB 16.34-1996; דירוגי לחץ לטמפרטורה עבור שסתומי ברזל יצוק לפי ANSI 816.1-1989} B16.4-1989} ANSI B16.42-1985: דירוגי לחץ לטמפרטורה עבור שסתומי ברונזה לפי ASME/ANSI B16.15A-1992, ASME Provisions of B16 .24-1991.
1) ASME/ANSI B16.5A-1992 קובעת שתי סדרות של גדלי אוגן באנגלית וביחידות מטריות, ומפרטת את דירוגי הלחץ והטמפרטורה החלים על שתי המערכות בהתאמה. שיטה לקביעת לחץ היחידה הבריטית - דירוג הטמפרטורה ניתן בנספח ד' לתקן.
אם לוקחים יחידות מטריות כדוגמה, הנוסחה לקביעת דירוגי לחץ-טמפרטורת חומרים שונים היא:
כאשר PT הוא לחץ העבודה המותר הגדול יחסית (MPa) בטמפרטורה שצוינה;
PN - לחץ נומינלי (MPa);
σ- - המתח המותר (MPa) של החומר בטמפרטורה מוגדרת.
כאשר, הערך 148 הוא ערך הלחץ המותר של חומר פלדת פחמן בטמפרטורת החדר, המכונה מקדם מתח התייחסות.
σ בנוסחה מושפע ממאפייני הטמפרטורה של החומר, מהמתח וחוזק התנובה המותרים של החומר בטמפרטורות שונות ומעומס הבריח. הערך של σ S מצוין ב-ASME/ANSI B16.5A-1992. עד 100 סוגים של חומרים כחולים צרפתיים כלולים בתקן, המקובצים לפי הרכב כימי דומה ותכונות מכניות.
ASME/ANSI B16.5A-1992 דירוגי טמפרטורת לחץ אוגן עבור American Petroleum Institute, Japanese Petroleum Institute, French Petroleum Institute ו-BS1560 Part II מנוסחים בהתאם לדירוגי הלחץ-טמפרטורת ASME/ANSI B16.5A-1992.
2) תקן ANSI B16.42-1985 האמריקאי "צינורות ברזל רקיעים ואביזרים אוגנים" מספק דירוג טמפרטורת לחץ אוגן ברזל רקיע בנספח של התקן גם את שיטת הניסוח של CL150 ו-CL300 (PN2.0 ו-PN5.0mpa) בדרגת טמפרטורת לחץ, העיקרון הבסיסי שלו, היקף השימוש, ההגבלות והנהלים תואמים בעיקרון ASME/ANSIB 16.5A-1992.
3) ASME B16.34-1996 משלב נתוני דירוג לחץ טמפרטורה עבור שסתומים מאוגנים ב-ASME/ANSI B16.5A-1992. דירוגי הלחץ-טמפרטורת שסתומים מאוגנים בתקן זה עוקבים אחר שיטת הניסוח של ASME/ANSI B16.5A-1992. תקן זה מפרט טבלאות נתוני דירוג לחץ עבור שסתומים בדרגה סטנדרטית עם אוגן וריתוך בקת ועבור שסתומים בדרגה מיוחדת מרותכת בקת. ישנם יותר מ-100 חומרי שסתומים הרשומים בתקן, המחולקים ל-27 קבוצות.
II. תקנים גרמניים
תקן גרמני DIN2401-1977, חלק ב', לחץ עבודה מותר לשיעורי לחץ בצנרת, חלקי צינורות פלדה וברזל יצוק, הוא תקן מקיף יחסית לדירוג לחץ-טמפרטורת. ביניהם, רשום לחץ העבודה המותר של צינור חלק, צינור מרותך, אוגן, שסתום, חיבור צינור ובריח בחומרים שונים ותנאי טמפרטורה שונים. תקן זה כולל 6 סוגי חומרי אוגן, 4 סוגי חומרי ברזל יצוק מאוגנים, 5 סוגי פלדה יצוקה, 5 סוגי פלדה מזויפת, כולם חומרים מקוריים. כל הפלדות הן פלדת פחמן ופלדה מסגסוגת נמוכה, נירוסטה אינה כלולה.
בתקן נקבע בבירור כי כאשר נבחרים חומרים אחרים שונים מהחומרים המקוריים, לחץ העבודה המותר יחושב לפי היחס בין הערך המאפיין חוזק של החומרים בהם נעשה שימוש לבין ערך החוזק של החומרים המקוריים המפורטים בתקן. סטנדרטי ב-20℃.
עבור לחץ חומר נירוסטה - דירוג טמפרטורה, ISO/DIS70651 "אוגן פלדה" מתווסף. הנוסחה לקביעת דירוג הלחץ-טמפרטורת חומרי הנירוסטה היא:
כאשר PT הוא לחץ העבודה המותר (MPa) של החומר החדש שצוין בטמפרטורה T;
PN - לחץ נומינלי (MPa);
σs- – חוזק תפוקה של החומר בטמפרטורה T, כלומר
סיגמא, סיגמא 0.1 0.2 (MPa).
כאשר, ערך 205 הוא ערך חוזק התשואה של פלדת Cr18Ni8Mo ב-20℃, המכונה מקדם מתח ייחוס.
שלישית, התקן הסובייטי לשעבר
התקן הסובייטי לשעבר TOCT356-1980 "סדרת לחץ נומינלי של שסתומים וצנרת, לחץ בדיקה ולחץ עבודה", הכל בהתאם לתקן cMIAC RTAB253-19760
הקשר בין לחץ עבודה ללחץ נומינלי מתבטא בנוסחה הבאה:
כאשר PT - לחץ העבודה של החומר שצוין בטמפרטורה T, (MPa);
PN - לחץ נומינלי (MPa);
σ20 - מתח מותר (MPa) של חומר ב-200℃;
מתח מותר של חומר ב- σ S - - טמפרטורה (MPa)
בתקן הסובייטי לשעבר TOCT356-1980, חומרים מקובצים. בתקן זה, לחץ העבודה המותר הגדול יחסית מתחת ל-200℃ נחשב כלחץ העבודה בטמפרטורה רגילה, ושווה ללחץ הנומינלי.
תקנים בינלאומיים
התקן הבינלאומי ISO/DIS7005-1-1992 "Common Pipe Flanges" הוא שילוב של התקן האמריקני ASME/ANSI B16.5A-1992 והתקן הגרמני של מחלקת הלחץ הנומינלית. לפיכך, תקני דירוג טמפרטורה מאומצים בהתאמה בארצות הברית ובגרמניה, שתי מדינות, שיטת קביעת תקן של דירוג לחץ אוגן והתקן ISO/DIS7005-1-1992 המקביל בלחץ הנומינלי PN0.25, כגון 0.6, 1.0 , 1.6, 2.5, 4.0 MPa היא מערכת אוגן גרמנית; PN2,5,10,15,25,42MPa שייכים למערכת האוגן האמריקאית. תקן דירוג הלחץ-טמפרטורת כל מערכת חל רק על תקן האוגן עבור המערכת המתאימה.
חמישית, הסטנדרטים הלאומיים של סין
התקן הלאומי GB/T9124-2000 (נספח א') "תנאים טכניים לאוגני צינור פלדה" מתייחס לעקרונות ולשיטות לניסוח דירוגי לחץ וטמפרטורה ב-DIN2401-1977 הגרמנית וב-ASME/ANSI B16.5A-1992 האמריקאית, ומשתמשים חומרי אוגן נפוצים בסין. על פי התקן הבינלאומי ISO/DIS7005-1-1992, דירוג הלחץ-טמפרטורת האוגן עבור שתי סדרות לחץ נומינליות (PNO.25~ 4.0mpa, PN2.0 ~ 42.0mpa) גובש בהתאמה.
התקן מציין 13 סוגים של חומרי אוגן ב-12 דרגות לחץ נומינליות, טמפרטורת עבודה של 20 ~ 530 ℃ לחץ עבודה מותר גדול יחסית.
צילינדר הידראולי מוט בוכנה בודד איור 2-23 מציג את התרשים הסכמטי של צילינדר הידראולי מוט בוכנה בודד. לצילינדר הידראולי זה מוט בוכנה בחדר אחד בלבד. לשיטת ההתקנה שלו יש שני סוגים של צילינדר קבוע ומוט בוכנה קבוע. על מנת להפיק תזוזה ליניארית, נעשה שימוש בתדירות הגבוהה ביותר בקיבוע צילינדר. אזור העבודה היעיל של גליל הידראולי מוט בוכנה בודד עם חלל מוט וללא חלל מוט אינו שווה. לכן, כאשר שמן הלחץ נכנס לשני חללי הצילינדר באותו לחץ וקצב זרימה, המהירות והדחף של הבוכנה בשני הכיוונים אינם שווים. גליל נדנוד יכול להשיג תנועה הדדית נדנדת, זווית הנדנוד שלו היא פחות מ-360°.
היישום של מפעיל הידראולי בשסתום ויסות אינו טוב כמו מפעיל פנאומטי וחשמלי. באופן עקרוני, כל עוד מקור הכוח של המפעיל הפנאומטי משתנה למקור הכוח ההידראולי, הוא יכול להפוך למפעיל ההידראולי. מפעיל הידראולי הוא למעשה צילינדר הידראולי, המשמש בצילינדר הידראולי מפעיל הידראולי, בעיקר צילינדר הידראולי מוט בוכנה בודד וגליל הידראולי נדנדה.
1 צילינדר הידראולי
(1) צילינדר הידראולי מוט בוכנה בודד איור 2-23 מציג את התרשים הסכמטי של צילינדר הידראולי מוט בוכנה בודד. לצילינדר הידראולי זה מוט בוכנה בחדר אחד בלבד. לשיטת ההתקנה שלו יש שני סוגים של צילינדר קבוע ומוט בוכנה קבוע. על מנת להפיק תזוזה ליניארית, נעשה שימוש בתדירות הגבוהה ביותר בקיבוע צילינדר. אזור העבודה היעיל של גליל הידראולי מוט בוכנה בודד עם חלל מוט וללא חלל מוט אינו שווה. לכן, כאשר שמן הלחץ נכנס לשני חללי הצילינדר באותו לחץ וקצב זרימה, המהירות והדחף של הבוכנה בשני הכיוונים אינם שווים.
איור 2-23 תרשים סכמטי של צילינדר הידראולי מוט בוכנה בודד
א) כאשר שמן מוזן ללא חלל מוט ב) כאשר שמן מוזן עם חלל מוט ג) כאשר מתבצע חיבור דיפרנציאלי של צילינדר הידראולי
באיור. 2-23, באיור A, כאשר שמן מוזן ללא חלל מוט, מהירותו היא כוח הפלט; באיור ב', כאשר שמן מוזן בחלל מוט, מהירותו היא כוח הפלט; C מציג את החיבור הדיפרנציאלי של הצילינדר ההידראולי, ומהירותו היא: כוח המוצא הוא.
(2) גליל נדנוד יכול להשיג תנועת נדנדה הדדית, זווית הנדנוד שלו היא פחות מ-360 מעלות. סוג להב בודד וסוג מתלה הם צילינדרים מתנודדים נפוץ יותר. גליל נדנדה מתלה יוצר מתלה על מוט הבוכנה בין שתי בוכנות. המתלה משתלב בגלגל השיניים כדי לשנות את התנועה ההדדית של מוט הבוכנה לסיבוב של ציר הפלט, כפי שמוצג באיור 24. גליל נדנוד לוחית להב יחיד כפי שמוצג באיור 2-25A, הוא מסתמך על נוזל שידחוף את הלהב צלחת בגליל כדי להשיג תנופה. בצילינדר מתנדנד זה, המומנט הסיבובי של הלחץ הבינוני P על גל המטוטלת מוצג באיור 2-25b, וערכו הוא המכפלה של הלחץ P והמרחק R.
מומנט המתיחה שנוצר על ידי הלחץ הבינוני הפועל על הצד השמאלי של כל לוחית הלהב הוא
בנוסחה, D - קוטר גוף גליל (ס"מ);
D - קוטר של ציר התנופה (ס"מ);
P - לחץ עבודה בכניסה (MPa);
H - רוחב להב (ס"מ);
Qu — תזוזה לכל סיבוב של הגליל המתנדנד (CM3 / R)
η - יעילות מכנית של גליל נדנדה η=0.8~0.85
אם מהירות הסיבוב הממוצעת של הציר המתנדנד ידועה כ-N (r/min), אזי זרימת הנפח של הגליל המתנדנד. Qu (L/min)
איור 2-24 גליל נדנדה מסוג פיניון ומתלה
1.1 'אום אחד 2.2' בורג אחד 3 כיסוי קצה אחד 4,4' כיסוי קצה אחד טבעת איטום 5.5' אחד קפיץ / מושב קפיץ 6,6 ' בוכנת מתלה אחת 7 מעטפת אחת 8.21 מכונת כביסה אחת 9 טבעת חזקה אלסטית אחת 10 מכונת כביסה שטוחה אחת 11.13.17.20.24 — 0 טבעת 12.25 — מכסה קצה מכונת כביסה שטוחה
בורג כוונון 15 – שיח בוכנה 16 – טבעת מוביל בוכנה 18- ציר גלגלי שיניים 19 – מיסב תחתון 22 – מיסב עליון